一种用于制备γ-乙酰丙醇的催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于制备γ‑乙酰丙醇的催化剂，所述催化剂包括主催化剂和助催化剂，其中，助催化剂的活性组分包括第Ⅷ族金属元素中的一种或多种。本发明专利技术在催化剂中添加助催化剂，通过助催化剂的作用提高主催化剂的稳定性，延长主催化剂的寿命，改进主催化剂选择性，提高产品收率。

A Catalyst for the Preparation of Gamma-Acetylpropanol and Its Application

The invention discloses a catalyst for preparing gamma-acetylpropanol. The catalyst comprises a main catalyst and a promoter, in which the active component of the promoter comprises one or more of the_metal elements. The invention adds a promoter to the catalyst, improves the stability of the main catalyst, prolongs the life of the main catalyst, improves the selectivity of the main catalyst and improves the product yield through the role of the promoter.

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备γ-乙酰丙醇的催化剂及其应用
本专利技术涉及一种用于制备γ-乙酰丙醇的催化剂及其应用。
技术介绍
γ-乙酰丙醇是一种重要的精细化工产品，也是重要的合成中间体，可用于合成N-环丙基-反式-2-顺式-6-壬二烯酰胺。《GB2760-2014食品添加剂使用标准》中N-环丙基-反式-2-顺式-6-壬二烯酰胺属食品用合成香料，编码S1381，FEMA编码：4087。该类香料，对食品、口香糖、牙膏、酒精饮料、含水饮料、快餐、调味料起到扩大或赋予香味增强效果，也可改善香味、酸味、咸味、苦味和鲜味五种基本味觉性质中的一种或多种的效果。目前，制备γ-乙酰丙醇的方法并不多，且现有技术中制备γ-乙酰丙醇的方法中得到的产物中γ-乙酰丙醇的收率低，选择性差。因此，开发一种新的用于制备γ-乙酰丙醇的催化剂来提高γ-乙酰丙醇的收率和选择性对γ-乙酰丙醇的制备很有必要。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于制备γ-乙酰丙醇的催化剂，该催化剂通过使用助催化剂与主催化剂配合，显著提高了催化剂的选择性、稳定性，提高了原料的转化率，应用在γ-乙酰丙醇的制备中取得了良好的效果。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于制备γ-乙酰丙醇的催化剂，其包括主催化剂和助催化剂，其中，助催化剂的活性组分包括第Ⅷ族金属元素中的一种或多种。根据本专利技术的优选实施方式，所述助催化剂的活性组分选自镍、钌、铑和铂中的一种或多种，优选选自铂和/或铑。根据本专利技术的优选实施方式，所述助催化剂的活性组分为铂和铑，优选地，铂和铑的质量比为0.5-2.0:1，例如，0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.75:1、0.8:1、0.9:1、1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.35:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1以及它们之间的任意值，优选为1:1。本申请的专利技术人经研究发现，当采用铂和铑中的一种或两种作为助催化剂的活性组分时，相比使用其他的第Ⅷ族金属元素作为助催化剂的活性组分具有更好的效果。根据本专利技术的优选实施方式，所述主催化剂的活性组分为钯。根据本专利技术的优选实施方式，以元素质量计，所述主催化剂的活性组分与助催化剂的活性组分的质量比为5-20:1，例如可以为5:1、6:1、7:1、7.5:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、13.5:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1以及它们之间的任意值，优选为7-15:1，更优选为10:1。根据本专利技术的优选实施方式，所述助催化剂为负载型催化剂。根据本专利技术的另一方面，提供了一种γ-乙酰丙醇的制备方法，包括在上述催化剂、酸性水溶液和氢气存在的条件下，使2-甲基呋喃反应生成γ-乙酰丙醇。根据本专利技术的优选实施方式，催化剂中主催化剂的活性组分与2-甲基呋喃的质量比为1.0-2.0:10000，例如为1.0:10000、1.2:10000、1.4:10000、1.5:10000、1.6:10000、1.8:10000、2.0:10000以及它们之间的任意值，优选为1.0-1.5:10000；和/或，催化剂中助催化剂的活性组分与2-甲基呋喃的质量比为1-2:100000，例如为1.0:100000、1.2:100000、1.4:100000、1.5:100000、1.6:100000、1.8:100000、2.0:100000以及它们之间的任意值，优选为1.0-1.5:100000。根据本专利技术的优选实施方式，所述反应的条件包括：温度5-30℃，优选为15-20℃；和/或，氢气的压力0.1-0.3MPa，优选为0.15-0.25MPa。根据本专利技术的优选实施方式，所述酸性水溶液为包含盐酸的水溶液，优选地，在包含盐酸的水溶液中，盐酸的质量浓度为0.1-0.3％，优选为0.2-0.3％。根据本专利技术的优选实施方式，以酸性水溶液和2-甲基呋喃的总质量计，2-甲基呋喃的含量为50-80％，例如50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％以及它们之间的任意值，优选为70-80％。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述γ-乙酰丙醇的制备包括如下步骤：步骤S1、在上述催化剂、包含盐酸的水溶液和氢气存在的条件下使2-甲基呋喃反应生成氢化液；步骤S2、将所述氢化液进行后处理得到γ-乙酰丙醇。根据本专利技术的优选实施方式，所述步骤S2进一步包括如下步骤：步骤S2-1、将所述氢化液与中和液接触，固液分离得到液相产物；步骤S2-2、除去液相产物中未反应的原料、副产物和水，得到γ-乙酰丙醇。根据本专利技术的优选实施方式，所述步骤S2-1中，中和液选自碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或多种。根据本专利技术的优选实施方式，所述步骤S2-1中，中和液的用量使得氢化液与中和液接触产物的pH为6-7。根据本专利技术的优选实施方式，所述步骤S2-1中，固液分离优选采用过滤的方式。固液分离后，将氢化液中的盐去除，得到粗产物，通常该粗产物中含有未反应的原料、副产物(通常为2-甲基四氢呋喃)和水。根据本专利技术的的优选实施方式，所述步骤S2-2中，采用蒸馏的方式回收液相产物中未反应原料和副产物，然后采用减压蒸馏的方法除去水，之后降至室温得到γ-乙酰丙醇。根据本专利技术的优选实施方式，在步骤S1中，反应进行至体系的压力下降速度小于0.1MPa/10min或残留的2-甲基呋喃的质量小于0.5％。本专利技术在催化剂中添加助催化剂，通过助催化剂的作用提高主催化剂的稳定性，延长主催化剂的寿命，改进主催化剂选择性，提高产品收率。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进行详细说明，但本专利技术并不受下述实施例限定。在本实施例中，Pd/C催化剂、铂催化剂、铑催化剂、镍催化剂和钌催化剂均为商购获得，其中，Pd/C催化剂购自西安凯立新材料股份有限公司，Pd的负载量为5wt％；铂催化剂购自西安凯立新材料股份有限公司，铂的负载量为5wt％；铑催化剂购自西安凯立新材料股份有限公司，铑的负载量为5wt％；镍催化剂购自江苏飞马催化剂有限公司，镍的负载量为5wt％；钌催化剂购自西安凯立新材料股份有限公司，钌的负载量为5wt％；实施例中所使用的浓盐酸的质量浓度为31％。实施例1(比较)将700kg的2-甲基呋喃，250kg水，1.8kg浓盐酸，2kgPd/C催化剂放入反应釜中，抽真空至-0.09MPa，之后用0.2MPa氮气置换三次，再用0.25MPa氢气置换三次，控制体系温度在15～20℃，控制氢气压力在0.15～0.25Mpa，进行反应。吸氢速度低于0.1MPa/10min或2-甲基呋喃残留0.5％以下后，停反应，放空，氮气置换三次，将物料压滤到中和釜内，用5％碳酸钠水溶液调节氢化液的pH＝6～7，过滤除盐，滤液转至蒸馏釜中。常压蒸出未反应完的原料和副产物2-甲基四氢呋喃，再减压蒸馏除水后，降到常温，得产品γ-乙酰丙醇结果见表1。实施例2将700kg的2-甲基呋喃，250kg水，1.8kg浓盐酸，2kgPd/C催化剂和0.15kg铂催化剂放入反应釜中，抽真空至-0.09MPa，之后用0.2MPa氮气置换三次，再用0.25MPa氢气置换三次，控制体系温度在15～20℃，控制氢气压力在0.15～0.25Mpa，进行反应。吸氢速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备γ‑乙酰丙醇的催化剂，其包括主催化剂和助催化剂，其中，助催化剂的活性组分包括第Ⅷ族金属元素中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备γ-乙酰丙醇的催化剂，其包括主催化剂和助催化剂，其中，助催化剂的活性组分包括第Ⅷ族金属元素中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述助催化剂的活性组分选自铂和/或铑，优选为铂和铑。3.根据权利要求2所述的催化剂，其特征在于，所述助催化剂中，铂和铑的质量比为0.5-2.0:1，优选为1:1。4.根据权利要求1-3中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述主催化剂的活性组分为钯。5.根据权利要求1-4中任一项所述的催化剂，其特征在于，以元素质量计，所述主催化剂的活性组分与助催化剂的活性组分的质量比为5-20:1，优选为7-15:1，更优选为10:1。6.一种γ-乙酰丙醇的制备方法，包括在权利要求1-5中任一项所述的催化剂、酸性水溶液和氢气存在的条件下，使2-甲基呋喃反应生成γ-乙酰丙醇。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤廷翔，许晓龙，贾彦斌，董亮，高飞，王玮，
申请(专利权)人：江苏清泉化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32